SU1705396A1 - Cast iron - Google Patents

Cast iron Download PDF

Info

Publication number
SU1705396A1
SU1705396A1 SU904804488A SU4804488A SU1705396A1 SU 1705396 A1 SU1705396 A1 SU 1705396A1 SU 904804488 A SU904804488 A SU 904804488A SU 4804488 A SU4804488 A SU 4804488A SU 1705396 A1 SU1705396 A1 SU 1705396A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
cast iron
manganese
properties
iron
silicon
Prior art date
Application number
SU904804488A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Константинович Святкин
Михаил Иванович Карпенко
Александр Маркович Цейтлин
Марина Борисовна Егорова
Светлана Михайловна Бадюкова
Original Assignee
Всесоюзный Заочный Политехнический Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всесоюзный Заочный Политехнический Институт filed Critical Всесоюзный Заочный Политехнический Институт
Priority to SU904804488A priority Critical patent/SU1705396A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1705396A1 publication Critical patent/SU1705396A1/en

Links

Landscapes

  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии , в частности к износостойким л. чугунам. Цель изобретени  - повышение эксплуатационных свойств. Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, алюминий, медь, олово, кальций и железо, дополнительно содержит церий, карбонитри- ды титана, нитриды ниоби  и лантан при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 3,4-3,8; кремний 2,4- 2,8; марганец 0,8-1,5; хром 0,3-0,7; никель 0,6-1,3; молибден 0,2-0,8; алюминий 0,1-0,4; медь 0,1-0,8; олово 0,002-0,015; церий 0,02-0,08; карбо- нитриды титана 0,02-0,25; кальций 0,02-0,05; нитриды ниоби  0,03-0,1; лантан 0,02-0,07; железо остальное. 2 табл. 8 СОThis invention relates to metallurgy, in particular to wear resistant l. cast iron The purpose of the invention is to improve the performance properties. Cast iron containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, molybdenum, aluminum, copper, tin, calcium and iron, additionally contains cerium, titanium carbonitrides, niobium nitrides and lanthanum in the following ratio, wt.%: Carbon 3, 4-3.8; silicon 2,4-2,8; manganese 0.8-1.5; chromium 0.3-0.7; Nickel 0.6-1.3; molybdenum 0,2-0,8; aluminum 0.1-0.4; copper 0.1-0.8; tin 0.002-0.015; cerium 0.02-0.08; titanium carbonitrides 0.02-0.25; calcium 0.02-0.05; niobium nitrides 0.03-0.1; lanthanum 0.02-0.07; iron else. 2 tab. 8 WITH

Description

Изобретение относитс  к изысканию серых износостойких чугунов, работат ощих в услови х износа и сложнонапр - женного состо ни , в частности дл  изготовлени  цилиндров и втулок двигателей внутреннего сгорани  с повы- шенн.й эксплуатационной, стойкостью. Известен чугун, содержащий, мас.%: Углерод2,8-3,8 Кремний . До 0,9 Марганец До 0,9 Хром 0,25-5,0 Молибден 0,30-5,0 Медь До 0,5 Фосфор 0,1-1,0 Сера 0,01-0,1 Алюминий 2,5-4,0 Железо ОстальноеThe invention relates to the search for gray wear-resistant cast irons, which are working under conditions of wear and complex stress state, in particular for the manufacture of cylinders and sleeves of internal combustion engines with increased operational durability. Known cast iron containing, wt.%: Carbon 2.8-3.8 Silicon. Up to 0.9 Manganese Up to 0.9 Chromium 0.25-5.0 Molybdenum 0.30-5.0 Copper Up to 0.5 Phosphorus 0.1-1.0 Sulfur 0.01-0.1 Aluminum 2.5 -4.0 Iron Else

Этот чугун имеет повышенный отбел, низкие пластические свойства, демпфи- рующую способность и эксплуатацией- П ную стойкость.This cast iron has increased chill, low ductility, damping ability and operation- P ny resistance.

Известен также чугун следующего химического состава, мас.%: Ј$Also known cast iron of the following chemical composition, wt.%: Ј $

УглеродCarbon

КремнийSilicon

МарганецManganese

НикельNickel

ХромChromium

ВанадийVanadium

Титан ЖелезоTitanium Iron

1,8-2,51.8-2.5

0,4-0,60.4-0.6

5,0-10,05.0-10.0

0,1-2,00.1-2.0

0,5-2,00.5-2.0

0,2-0,40.2-0.4

0,03-0,1 Остальное0.03-0.1 Else

Известный чугун обладает недостаточной стабильностью механических и эксплуатационных свойств.Known cast iron has insufficient stability of mechanical and operational properties.

31705396 Наиболее близким к предлагаемому31705396 Closest to the proposed

вл етс  чугун, Углерод Кремний Марганец Хром Никель Молибден Фосфор Медь Кальций Олово Алюминий Железоis cast iron, Carbon Silicon Manganese Chromium Nickel Molybdenum Phosphorus Copper Calcium Tin Aluminum Iron

содержащий, мас.%:containing, wt.%:

2,7-3,22.7-3.2

1,2-2,01.2-2.0

0,7-1,20.7-1.2

0,3-0,50.3-0.5

0,6-1,20.6-1.2

0,3-0,6 0,02-0,15 0,30-1,2 0,01-0,08 0,02-0,1 0,05-0, Остальное0.3-0.6 0.02-0.15 0.30-1.2 0.01-0.08 0.02-0.1 0.05-00, Rest

Физико-механические свойства этого чугуна следующие:The physical and mechanical properties of this cast iron are as follows:

Предел прочностиTensile strength

при изгибе, МПа 8 0-930with bending, MPa 8 0-930

Предел коррозионной усталости,Corrosion fatigue limit

МПа315-375MPa315-375

Износ, мг/100 ч 51,2-61 ,ЦDepreciation, mg / 100 h 51.2-61, C

Демпфирующа Damping

способность 51 ,0-60ability 51, 0-60

Кавитационноэксплуатационна Cavitational operation

стойкость, ч 63-75resistance, h 63-75

Недостатками этого чугуна  вл ютс  низкие эксплуатационные свойства в услови х кавитации, сложнонапр жен ного состо ни  и износа.The disadvantages of this cast iron are low performance properties in conditions of cavitation, complex stress and wear.

Цель изобретени  - повышение эксплуатационных СВОЙСТВ.The purpose of the invention is to increase the operational PROPERTIES.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что чугун, содержащий углерод, кремний , марганец, хром, молибден, медь, никель, алюминий, фосфор, олово, кальций и железо, дополнительно содержит редкоземельные металлы, карбонит- риды титана и нитриды ниоби  при следующем соотношении компонентов, масДThe goal is achieved by the fact that cast iron containing carbon, silicon, manganese, chromium, molybdenum, copper, nickel, aluminum, phosphorus, tin, calcium and iron, additionally contains rare earth metals, titanium carbonitrides and niobium nitrides in the following ratio of components, mas

- -

10ten

::

1515

2020

2525

Выбор граничных пределов компонентов обусловлен следующим образом.The choice of the boundary limits of the components is determined as follows.

Дополнительное введение редкоземельных металлов (цери  0,02-0,08 мас.% и лантана 0,02-0,07 мас.%) обусловлено их высокой химической и модифицирующей способностью, способностью упрочн ть матрицу, измельчать структуру, улучшать форму графита и повышать механические и эксплуатационные свойства . При этом лантан в большей степени вли ет на упругопластические свойства и демпфирующую способность, а церий упрочн ет матрицу, повышает за- диростойкость, износостойкость и эксплуатационные свойства. При увеличении их концентрации выше верхних пределов повышаютс  угар и отбел чугуна и снижаетс  стабильность демпфирующей способности и эксплуатационных свойств. При концентрации цери  до 0,02 мас.% и лантана до 0,02 мас.% их модифицирующий и стабилизирующий эффект недостаточен ,а механические и эксплуатационные свойства чугуна низкие.Additional introduction of rare earth metals (cerium 0.02-0.08 wt.% And lanthanum 0.02-0.07 wt.%) Is due to their high chemical and modifying ability, the ability to strengthen the matrix, crush the structure, improve the shape of graphite and increase mechanical and operational properties. At the same time, lanthanum has a greater effect on the elastoplastic properties and damping capacity, and cerium strengthens the matrix, increases the resistance to wear, durability and performance properties. With an increase in their concentration above the upper limits, the waste and chillbone of the pig iron increase and the stability of the damping capacity and performance properties decreases. When the concentration of cerium to 0.02 wt.% And lanthanum to 0.02 wt.% Their modifying and stabilizing effect is insufficient, and the mechanical and operational properties of cast iron are low.

Карбонитриды титана снижают отбел, ускор ют процессы графитизации и бейнитного превращени , измельчают структуру и повышают демпфирующую способность и эксплуатационные свойства. При введении их в количестве до 0,02 масД измельчение структуры и повышение механических и эксплуатационных свойств незначительно, а при повышении концентрации их более 0,25 мае. снижаютс  однородность структуры, механические и эксплуатационные свойства .Titanium carbonitrides reduce chill, accelerate the processes of graphitization and bainite transformation, crush the structure and increase the damping capacity and performance properties. With the introduction of them in an amount of up to 0.02 masd, the grinding of the structure and the increase in mechanical and operational properties is insignificant, and with an increase in their concentration more than 0.25 May. structure homogeneity, mechanical and operational properties are reduced.

Введение нитридов ниоби  обусловлено его высоким микролегирующим вли нием на структуру при стабилизации упругопластических и эксплуатационных свойств. Их вли ние начинает ска- 45 зыватьс  с концентрации 0,03 масД, а при увеличении содержани  нитридов ниоби  более 0,1 мас,% возрастает количество неметаллических включений по границам зерен и снижаютс  упругопластические и эксплуатационные свойства.The introduction of niobium nitrides is due to its high microalloying effect on the structure while stabilizing the elastoplastic and operational properties. Their influence begins to manifest itself at a concentration of 0.03 masD, and with an increase in the niobium nitride content of more than 0.1 wt.%, The number of non-metallic inclusions at the grain boundaries increases and the elastic-plastic and operational properties decrease.

Кальций ввод т как эффективный модификатор, очищающий границы зерен от неметаллических включений и повышающий стабильность структуры и эксплуатационных свойств. Верхний предел концентрации кальци  обусловлен ограниченной растворимостью его в перлите , а при концентрации его доCalcium is introduced as an effective modifier that cleans the grain boundaries from non-metallic inclusions and increases the stability of the structure and performance properties. The upper limit of calcium concentration is due to its limited solubility in pearlite, and at its concentration to

30thirty

3535

ЮYU

5050

5555

51705170

0,02 мае.I модифицирующий эффект недостаточен .0.02 ma.I modifying effect is insufficient.

Введение в чугун 0,3-0,7 масД хрома и 0,002-0,015 мас.% олова микро- легирует структуру, улучшает распределени  графита и неметаллических включений , повышает плотность чугуна и сопротивл емость износу и воздействию кавитации, что повышает эксплуата ционные свойства. Никролегирующее вли ние начинает сказыватьс  с концентрации 0,3 масД хрома и 0,002 мае. олова. При увеличении их содержани  выше верхних пределов увеличиваетс  отбел и снижаютс  упругопластические и эксплуатационные свойства.The introduction of 0.3–0.7 masD of chromium and 0.002–0.015 wt.% Tin into the cast iron micro-alloys the structure, improves the distribution of graphite and non-metallic inclusions, increases the density of the cast iron and resistance to wear and cavitation, which improves performance properties. The nicking effect begins to manifest itself at a concentration of 0.3 mW of chromium and 0.002 May. tin. With an increase in their content above the upper limits, chill is increased and the elastoplastic and performance properties are reduced.

Содержание основных компонентов (углерод 3,-3,8 нас.%, кремний 2,1и 2,8 масД и марганец 0,8-1,5 мае.4) определены экспериментально с учетом практики производства износостойких чугунов с повышенными характеристиками кавитационной стойкости и демпфирующей способности. Увеличение их содержани  выше верхних пределов снижает однородность структуры и стабильность механических и эксплуатационных свойств. При их концентрации менее нижних пределов ухудшаетс  процесс графитизации и снижаютс  характеристики демпфирующей способности, пластических и эксплуатационных свойств. При уменьшении содержани  углерода менее 3,Ь нас.% и кремни  менее 2,1 нас.% и увеличении концентрации марганца более 1,5 мас.% и хрома более 0,7 мае. значительно увеличиваетс  отбел, в структуре выдел ютс  участки цементита при литье в кокиль и снижаютс  -механические и эксплуатационные свойства, стабильность структур и свойств.The content of the main components (carbon 3, -3.8 us.%, Silicon 2.1 and 2.8 masD and manganese 0.8-1.5 May.4) was determined experimentally with regard to the practice of production of wear-resistant cast irons with enhanced characteristics of cavitation resistance and damping ability. Increasing their content above the upper limits reduces the homogeneity of the structure and the stability of the mechanical and operational properties. When their concentration is less than the lower limits, the process of graphitization deteriorates and the characteristics of damping ability, plastic and operational properties decrease. With a decrease in carbon content of less than 3, b sat and silicon of less than 2.1 sat. And an increase in manganese concentration of more than 1.5 wt.% And chromium more than 0.7 may. chill is significantly increased, areas of cementite are formed in the structure during casting in the chill mold, and the mechanical and operational properties, stability of structures and properties are reduced.

Фосфор исключен из состава чугуна, так как он снижает стабильность струк туры и демпфирующую способность, предел выносливости при изгибе и пластические свойства.Phosphorus is excluded from the composition of cast iron, since it reduces the structural stability and damping capacity, the limit of bending endurance and plastic properties.

Молибден (0,2-0,8 масД), медь (0,2-0,8 масД) и никель (0,6- 1,3 мас.%) упрочн ют металлическую основу и повышают механические свойства и кавитационно-эксплуатационную стойкость . Увеличение содержани  этих легирующих компонентов выше верхних пределов снижает однородность структуры , демпфирующую способность и эксплуатационную стойкость. При концентрации их менее нижних пределов упMolybdenum (0.2–0.8 masD), copper (0.2–0.8 masD), and nickel (0.6–1.3 wt.%) Strengthen the metal base and increase the mechanical properties and cavitation-operating resistance. . Increasing the content of these alloying components above the upper limits reduces the homogeneity of the structure, the damping capacity and the operational durability. When the concentration of their lower limits yn

5five

00

5five

5 five

0 0 0 0

45 45

рочнение металлической основы и повышение износостойкости и эксплуатационных свойств недостаточны.Stretching the metal base and improving wear resistance and performance properties are insufficient.

Введение в расплав алюмини  основано на его высоком сродстве к кислороду и сере и эффективном микро- легирующем вли нии, стабилизирующем физико-механические и эксплуатационные свойства. Его нижний предел (0,1 мас.%) обусловлен заметным повышением стабильности структуры, механических и эксплуатационных свойств, начина  с этой концентрации. При увеличении концентрации алюмини  более 0, мае. увеличиваетс  содержание неметаллических включений в структуре и снижаютс  пластические и эксплуатационные свойства.The introduction of aluminum into the melt is based on its high affinity for oxygen and sulfur and the effective microdoping effect, which stabilizes the physicomechanical and operational properties. Its lower limit (0.1 wt.%) Is due to a marked increase in the stability of the structure, mechanical and operational properties, starting with this concentration. With an increase in the concentration of aluminum more than 0, May. the content of nonmetallic inclusions in the structure increases and plastic and operational properties decrease.

Чугун выплавл ют в открытых индукционных печах. В качестве шихтовых материалов используют стальной лом, бой электродов, стружку, литейные чу- гуны, брикеты нитридов ниоби  и кар- бонитридов титана, ферросплавы, мик- ролегирующие и модифицирующие присадки . Ферромолибден, никель и феррохром ввод т в электропечь,а измельченные брикеты нитридов ниоби  и карбо- нитридов титана, ферроцерйй, олово, лантан и другие модифицирующие добавки - в ковш при выпуске чугуна с температурой 1Ш-1500 С.The cast iron is smelted in open induction furnaces. As scrap materials, steel scrap, electrodes bashing, chips, cast iron, briquettes of niobium nitrides and titanium carbonitrides, ferroalloys, microalloying and modifying additives are used. Ferromolybdenum, nickel and ferrochrome are introduced into the electric furnace, and crushed briquettes of niobium nitrides and titanium carbonitrides, ferrocerin, tin, lanthanum and other modifying additives are introduced into the ladle with the production of cast iron with a temperature of 1 ° C – 1500 ° C

В табл. 1 приведены химические составы чугунов опытных плавок.In tab. 1 shows the chemical composition of the cast iron experienced bottoms.

Отливки втулок цилиндров производ т способом лить  в кокиль, а образцы дл  механических испытаний - в пес- чано-глинистые литейные формы. Отливки и образцы подвергают термической обработке - изотермической выдержке при 350-1 10°С.Castings of cylinder liners are produced by a method of casting in a chill mold, and samples for mechanical testing are made into sand-clay molds. Castings and specimens are subjected to heat treatment - isothermal aging at 350-1 10 ° C.

В табл. 2 приведены механические и эксплуатационные свойства.In tab. 2 shows the mechanical and operational properties.

Предел прочности при изгибе, предел коррозионной усталости и демпфирующую способность определ ют на образцах, вырезанных из пробных отли- . вок согласно ГОСТ 7293-85, а эксплу- атационна  стойкость при кавитации и износостойкость - на чугунах, отлитых в кокиль. Величину отбела определ ют на клиновых пробах.Flexural strength, corrosion fatigue limit and damping capacity are determined on specimens cut from test otli. wok according to GOST 7293-85, and the operational durability in case of cavitation and durability - on cast iron, cast in a chill mold. Chill size is determined on wedge samples.

5five

Как видно из табл. 2, предлагаемый чугун обладает более высокими показател ми эксплуатационной стойкости при кавитации, износостойкости и демпфирующей способности, чем известный.As can be seen from the table. 2, the proposed cast iron possesses higher indices of operational durability at cavitation, wear resistance and damping ability than the known one.

5five

Claims (1)

17053 Формула изобретени  17053 Claim Formula Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, алюминий, медь, олово, кальций и железо , отличающийс  тем, что, с целью повышени  эксплуатационных свойств, он дополнительно содержит церий, карбонитриды титана, нитриды ниоби  и лантан при следующем соот-(0 ношении компонентов, мас.%: Углерод3,-3,8 Кремний 2,4-2,8 Марганец 0,8-1,5Cast iron containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, molybdenum, aluminum, copper, tin, calcium and iron, characterized in that, in order to improve performance, it additionally contains cerium, titanium carbonitrides, niobium nitrides and lanthanum in the following the ratio of (0 relative components, wt.%: Carbon3, -3.8 Silicon 2.4-2.8 Manganese 0.8-1.5 1one Таблица. 1Table. one 7575 3,23.2 372372 506506 528 512528 512 11,8 12,6 12,211.8 12.6 12.2 672 708 702672 708 702 17053961°17053961 ° Продолжение табл. 2.Continued table. 2 528 512528 512 112112 3,8 9,83.8 9.8 378 565378 565
SU904804488A 1990-03-19 1990-03-19 Cast iron SU1705396A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904804488A SU1705396A1 (en) 1990-03-19 1990-03-19 Cast iron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904804488A SU1705396A1 (en) 1990-03-19 1990-03-19 Cast iron

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1705396A1 true SU1705396A1 (en) 1992-01-15

Family

ID=21503028

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904804488A SU1705396A1 (en) 1990-03-19 1990-03-19 Cast iron

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1705396A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2448184C2 (en) * 2010-05-11 2012-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" (ФГБОУВПО "ЯГТУ") Wear-resistant cast iron

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР « 707987, кл. С 22 С 37/08, 1980. Авторское свидетельство СССР .If 926057, кл. С 22 С 37/10, 1980. ( ЧУГУН *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2448184C2 (en) * 2010-05-11 2012-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" (ФГБОУВПО "ЯГТУ") Wear-resistant cast iron

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2471960B1 (en) Method for manufacturing a cast iron part and cast iron part thus obtained
WO2008105987A1 (en) High strength gray cast iron containing niobium
US6258180B1 (en) Wear resistant ductile iron
JPS60247037A (en) Cv-cast iron cylinder liner
JPS6126754A (en) Double-layered cylinder liner having superior wear resistance
CN114058935A (en) Ultralow-temperature ferrite nodular cast iron and preparation method thereof
CN107893189A (en) High magnesium low rare earth austenite vermicular cast iron, its preparation method and its application
AU601249B2 (en) Gray cast iron having both increased wear resistance and toughness
SU1705396A1 (en) Cast iron
RU2448184C2 (en) Wear-resistant cast iron
CN110066958B (en) Production process of copper-chromium alloy vermicular graphite cast iron
SU1749294A1 (en) High strength cast iron
CN112921232A (en) Corrosion-resistant gray cast iron for water pump and production method thereof
Ingole et al. Effect of basic chemical element in sgi (ductile iron)
SU1661238A1 (en) Cast iron
CN111394648B (en) Preparation method of heavy-duty truck tempered martensite wedge with high dynamic friction coefficient
SU1627582A1 (en) Cast iron
SU1421794A1 (en) Iron
SU1585374A1 (en) High-strength cast iron
JP2857568B2 (en) Composite cylinder liner
SU1725757A3 (en) Wear-resistant cast iron
SU1696562A1 (en) Cast iron
SU1357453A1 (en) High-strength cast iron
SU1627581A1 (en) High-strength cast iron
SU1654364A1 (en) Cast iron